CN110424324A - 一种防护海岸侵蚀的格栅笼及其施工方法 - Google Patents

一种防护海岸侵蚀的格栅笼及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防护海岸侵蚀的格栅笼及其施工方法，所述格栅笼包括土工格栅，底端固定在海底土内，土工格栅内设置土工布，土工格栅之间通过土工扎带相连。所述施工方法包括以下步骤：(a)地质勘查，确定格栅笼布置路线；(b)将土工布绑扎在土工格栅内侧，形成单个格栅笼；(c)将活瓣笼靴固定在格栅笼套模的内边缘上，压入海底土；(d)将格栅笼垂直吊起，定位并压入格栅笼套模内，安置后拔出；(e)将最低水位线上的相邻格栅笼进行绑扎；(f)重复以上(c)～(e)步骤，直至需要防护的海岸边线全覆盖。本发明的格栅笼工程造价低、抗腐蚀和抗老化性能好、施工快速便捷；柔软的格栅笼可适合任意屈曲的海岸边线，工程适应性强。

Description

一种防护海岸侵蚀的格栅笼及其施工方法
技术领域
本发明涉及防护海岸侵蚀技术领域，具体为一种防护海岸侵蚀的格栅笼及其施工方法。
背景技术
自20世纪50年代末，我国砂质海岸、三角洲海岸发生侵蚀，至70-80年代，海岸侵蚀已成为普遍现象，并呈加剧趋势。当前我国海岸侵蚀范围逐渐扩大，侵蚀速率较大，侵蚀总量不断增加。如江苏废黄河三角洲的侵蚀范围呈南移趋势，过去是淤涨或稳定的海岸，现在已成为严重的侵蚀岸段。再如河北，过去仅部分岸段发生侵蚀，现在不管是南部泥岸、北部沙岸还是滦河三角洲，均以蚀退、冲滩为海岸变化的主要态势。随着沿海地区经济开发建设的迅猛发展，人工岸线比例在不断增加，岸线被固定，造成岸滩及岸外沙坝侵蚀加剧，海岸下蚀加重，并将成为未来我国海岸侵蚀最为突出的特征之一。
如何创造一种价格低廉，施工方便，耐腐蚀性强的防护海岸侵蚀的方法一直是国内外关注的热点问题。因此，寻求工程造价低与施工工期短的防护海岸侵蚀的方法是现有科技发展的最新趋势。现有的防护海岸侵蚀技术如重力式挡土墙、扶壁式挡土墙和悬臂式挡土墙，均存在造价高、工期长、海水环境里耐腐蚀性差以及自重大等问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种适应性较强的防护海岸侵蚀的格栅笼，本发明的另一目的是提供一种施工快速便捷、耐腐蚀性强和工程成本低的防护海岸侵蚀的格栅笼的施工方法。
技术方案：本发明所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼，包括土工格栅，土工格栅上有若干网孔，底端固定在海底土内，土工格栅内设置土工布，土工格栅之间通过土工扎带相连，利用土工格栅和土工布的耐腐蚀性以及土工布较高的抗拉强度和延伸性以防止海浪拍击海岸而对海岸产生侵蚀。
土工格栅两两之间纵向间隔均匀个网孔进行绑扎固定，横向将土工格栅接触点进行绑扎固定。
土工格栅包括依次连接的第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面和第九曲面，第一曲面、第三曲面、第七曲面和第九曲面横截面的弧角、弧长均相同，第二曲面、第四曲面、第六曲面、第八曲面的弧角、弧长均相同，第五曲面与第四曲面、第六曲面平滑过渡连接。
土工格栅为钢塑土工格栅，幅宽为4～6m，厚度为2～3mm，网格尺寸为30mm×40mm，强度规格大于GSZ150-150标准，纵横向极限拉力大于150kN/m。土工格栅的高度为4～6m，插入海底土的深度为1～2m，土工格栅的顶部保持在相同高度。
土工布为含有涤纶成分的、质量300g/m2和厚度为2.4mm的防腐蚀土工布，幅宽为4～6m，其横向、纵向拉伸强度大于等于9.5kN/m。土工扎带为长为400mm，宽为5.1mm的自锁式尼龙扎带，宽度小于网孔最小边长。
上述防护海岸侵蚀的格栅笼的施工方法，包括以下步骤：
(a)地质勘查：测量出涨潮和退潮时的最高和最低水位线，借助水下摄像机和声呐系统，确定海岸边地貌情况和海岸边岸深，确定格栅笼布置路线、各槽段土工格栅沿海岸边的具体高度；
(b)格栅笼预制：根据步骤(a)确定的格栅笼布置路线，计算土工格栅和土工布的总用量，按照格栅笼套模肋条隔开的两部分的长度裁剪土工格栅和土工布，用土工扎带将土工布绑扎在土工格栅内侧，扎好后用土工扎带沿着纵向每隔6个网格将格栅笼闭合处进行绑扎，形成单个格栅笼；
(c)格栅笼套模安置：先将格栅笼套模底端的活瓣笼靴采用低强度胶布固定在格栅笼套模的内边缘上，避免格栅笼套模打入海底时土水进入格栅笼套模，根据步骤(a)确定的格栅笼布置路线，定位格栅笼套模，将格栅笼套模压入海底土，深度为1m～2m；
(d)格栅笼安置：将预制完成的格栅笼垂直吊起，将格栅笼定位并压入格栅笼套模内，格栅笼安置后，将格栅笼套模拔出；
(e)格栅笼连接：将格栅笼套模打入土体内时，将格栅笼套模左侧开口处套入格栅笼的第五曲面中，使其形成首尾相连，第五曲面的竖向肋条两侧的土工格栅和相邻格栅笼之间用土工扎带沿着纵向进行连接绑扎，根据步骤(a)确定的最低水位线，将最低水位线以上的相邻格栅笼连接处按每隔6个网格绑扎一次的方式进行绑扎；
(f)重复以上(c)～(e)步骤，直至格栅笼将需要防护的海岸边线全部覆盖。
格栅笼套模包括内壳和外壳，内壳和外壳在第五曲面的中点处采用竖向肋条连接，肋条的材质为Q235，长度为1cm，宽度为3mm。活瓣笼靴设置在外壳的底端，内壳底边比外壳底边凸出30～40cm。内壳和外壳在第五曲面的中点处采用竖向肋条连接，肋条的材质为Q235，长度为1cm，宽度为3mm。外壳的外侧面上设置吊耳，吊耳材料均为Q235-A，所用钢材应符合GB3274的规定，吊耳由一个半径为8cm，角度为105°的圆弧和一条长为12cm的线段和一条长为20cm的线段连接而成。吊耳肋板长为30cm，孔径为3cm，厚度为1cm。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
1、柔软的格栅笼可适合任意屈曲的海岸边线，施工快速便捷，工程适应性强；
2、采用了工程造价低、抗腐蚀、抗老化性能好和运输方便的钢塑土工格栅，与传统土工格栅相比更具有强度大、承载力强、抗腐蚀、防老化、摩擦系数大、孔眼均匀、施工方便、使用寿命长等优点，并且更适应于深海作业、堤岸加固，解决了其他材料做石笼因长期受海水冲蚀而造成的强度低、耐腐蚀性能差、使用寿命短等技术难题；
3、土工布能有效的截留砂土流失，将土体结构内多余液体和气体外排，并增强建筑结构的稳定性，以改善土体质量，对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀；
4、柔软的防护海岸侵蚀的格栅笼可适合任意屈曲的海岸边线，适应性较强；
5、格栅笼套模的使用是格栅笼结构防护海岸实现的重要技术手段，可重复循环利用，节省了工程成本；
6、格栅笼套模底端的活瓣靴可灵活避免格栅笼套模打入海底时泥水进入套模筒里，为格栅笼插入套模提供了完整的密闭空间。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是本发明的侧视图；
图3是本发明的主视图；
图4是土工格栅1的截面图；
图5是本发明格栅笼套模7的结构示意图；
图6是本发明格栅笼套模7的截面图；
图7是本发明格栅笼套模7的底部放大图；
图8是本发明吊耳704的结构示意图。
具体实施方式
以说明书附图所示的方向为上、下、左、右。
如图1～2，将若干格栅笼沿着海岸边土体4打入海底土5，形成一道防护海岸侵蚀的格栅笼结构，海底土5上方为海水体6，按格栅笼套模7周长裁剪土工格栅1，土工格栅1内侧用土工布2平铺和土工扎带3固定，形成预制的格栅笼。土工格栅1为钢塑土工格栅，幅宽为4～6m，厚度为3mm，网格尺寸为30mm×40mm，强度规格大于GSZ150-150标准，纵横向极限拉力应不小于150kN/m。土工布2选用含有涤纶成分的、质量300g/m2和厚度为2.4mm的防腐蚀土工布，幅宽为4～6m，其横向、纵向拉伸强度应≥9.5kN/m，相邻土工布2之间的连接采用搭接的方式，搭接宽度为0.2m。每个格栅笼高度控制在4～6m，每个格栅笼插入海底的深度为格栅笼总高度的1/4-1/3，即1～2m，使得每个格栅笼的顶部需保持在统一高度。
如图3，土工扎带3为长为400mm，宽为5.1mm的自锁式尼龙扎带，土工格栅1与土工布2间固定的土工扎带3横向按格栅笼套模7的形状进行绑扎，纵向按每隔6个网孔绑扎一次的方式进行绑扎，相邻格栅笼用土工扎带3沿纵向每隔6个网孔进行绑扎固定。
如图4，第一曲面101、第二曲面102、第三曲面103、第四曲面104、第五曲面105、第六曲面106、第七曲面107、第八曲面108和第九曲面109顺次平滑连接，围成土工格栅1，第一曲面101、第三曲面103、第七曲面107、第九曲面109横截面的弧半径是0.4m，圆心角是150°，第二曲面102、第四曲面104、第六曲面106、第八曲面108的半径是0.2m，圆心角是120°，第五曲面的半径是0.2m，圆心角是300°。
如图5～6，格栅笼套模7为Q235碳素钢，高度为6m，外壳702和内壳703由两个外径80cm、内径78cm的大圆筒以及一个外径40cm、内径38cm的小圆筒交替连接而成，圆筒内壁和外壁厚度均为2mm，圆筒内壁与外壁间空距为1cm。
如图7～8，格栅笼套模7的内壳703底边比外壳702凸出30cm，外壳702底边设置一圈长度为20cm和宽度分别为5cm和3cm的活瓣笼靴701，用以避免格栅笼套模打入海底时土水进入格栅笼套模7。格栅笼套模7的外壳702的大圆筒外侧两边各设置2个吊耳704，吊耳704材料均为Q235-A，所用钢材应符合GB3274的规定，吊耳704的肋板长为30cm，孔径为3cm，厚度为1cm。
防护海岸侵蚀的格栅笼的施工方法为：
(1)地质勘察：测量出涨潮和退潮时的最高和最低水位线，借助水下摄像机和声呐系统，确定海岸边地貌情况和海岸边岸深，从而确定格栅笼布置路线、各槽段格栅笼沿海岸边的具体高度；
(2)格栅笼预制：根据确定的格栅笼布置路线，计算土工格栅1和土工布2的总用量，按照格栅笼套模7竖向肋条705隔开的两部分2.96m的长度裁剪土工格栅1和土工布2，用土工扎带3将土工布2绑扎在土工格栅1内侧，将扎好的结构按图1的形状绕成一圈后，用土工扎带3沿着纵向每隔6个网格将格栅笼闭合处进行绑扎，形成单个格栅笼；
(3)格栅笼套模安置：先将格栅笼套模7底端的活瓣笼靴701采用低强度胶布固定在格栅笼套模7的内边缘上，根据(1)确定的格栅笼布置路线，定位格栅笼套模7，使用日立350机械手打桩机将格栅笼套模7压入海底土5内，深度为2m；
(4)格栅笼安置：采用轻型吊机将预制完成的格栅笼垂直吊起，并采用人工的方法将格栅笼定位并压入格栅笼套模7内，格栅笼安置后，使用JHQY12T型轮式越野吊车将格栅笼套模7拔出；
(5)格栅笼连接：将格栅笼套模7打入土体内时，将格栅笼套模7左侧开口处套入格栅笼的第五曲面105中，使其形成首尾相连，第五曲面105的竖向肋条705两侧的土工格栅1和相邻格栅笼之间用土工扎带3沿着纵向进行连接绑扎，根据(1)确定的最低水位线，将最低水位线以上的相邻格栅笼连接处按每隔6个网格绑扎一次的方式进行绑扎；
(6)重复以上(3)～(5)步骤，直至格栅笼将需要防护的海岸边线全部覆盖。

Claims (10)

1.一种防护海岸侵蚀的格栅笼，其特征在于：包括土工格栅(1)，所述土工格栅(1)上有若干网孔，底端固定在海底土(5)内，所述土工格栅(1)内设置土工布(2)，所述土工格栅(1)之间通过土工扎带(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼，其特征在于：所述土工格栅(1)两两之间纵向间隔均匀个网孔进行绑扎固定，横向将土工格栅(1)接触点进行绑扎固定。
3.根据权利要求1所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼，其特征在于：所述土工格栅(1)包括依次连接的第一曲面(101)、第二曲面(102)、第三曲面(103)、第四曲面(104)、第五曲面(105)、第六曲面(106)、第七曲面(107)、第八曲面(108)和第九曲面(109)，所述第一曲面(101)、第三曲面(103)、第七曲面(107)和第九曲面(109)横截面的弧角、弧长均相同，所述第二曲面(102)、第四曲面(104)、第六曲面(106)、第八曲面(108)的弧角、弧长均相同，所述第五曲面(105)与第四曲面(104)、第六曲面(106)平滑过渡连接。
4.根据权利要求1所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼，其特征在于：所述土工格栅(1)为钢塑土工格栅，幅宽为4～6m，厚度为2～3mm，纵横向极限拉力大于150kN/m。
5.根据权利要求1所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼，其特征在于：所述土工布(2)为防腐蚀土工布，幅宽为4～6m，其横向、纵向拉伸强度大于等于9.5kN/m。
6.根据权利要求1所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼，其特征在于：所述土工扎带(3)为自锁式尼龙扎带，宽度小于网孔最小边长。
7.根据权利要求1所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼，其特征在于：所述土工格栅(1)的高度为4～6m，插入海底土(5)的深度为1～2m，土工格栅(1)的顶部保持在相同高度。
8.一种防护海岸侵蚀的格栅笼的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
(a)地质勘查：测量出涨潮和退潮时的最高和最低水位线，借助水下摄像机和声呐系统，确定海岸边地貌情况和海岸边岸深，确定格栅笼布置路线、各槽段土工格栅(1)沿海岸边的具体高度；
(b)格栅笼预制：根据步骤(a)确定的格栅笼布置路线，计算土工格栅(1)和土工布(2)的总用量，按照格栅笼套模肋条(705)隔开的两部分的长度裁剪土工格栅(1)和土工布(2)，用土工扎带(3)将土工布(2)绑扎在土工格栅(1)内侧，扎好后用土工扎带(3)沿着纵向每隔6个网格将格栅笼闭合处进行绑扎，形成单个格栅笼；
(c)格栅笼套模安置：先将格栅笼套模(7)底端的活瓣笼靴(701)采用低强度胶布固定在格栅笼套模(7)的内边缘上，根据步骤(a)确定的格栅笼布置路线，定位格栅笼套模(7)，将格栅笼套模(7)压入海底土(5)，深度为1～2m；
(d)格栅笼安置：将预制完成的格栅笼垂直吊起，将格栅笼定位并压入格栅笼套模(7)内，格栅笼安置后，将格栅笼套模(7)拔出；
(e)格栅笼连接：将格栅笼套模打入土体内时，将格栅笼套模左侧开口处套入格栅笼的第五曲面(105)中，使其形成首尾相连，第五曲面(105)的竖向肋条(705)两侧的土工格栅(1)和相邻格栅笼之间用土工扎带(3)沿着纵向进行连接绑扎，根据步骤(a)确定的最低水位线，将最低水位线以上的相邻格栅笼连接处按每隔6个网格绑扎一次的方式进行绑扎；
(f)重复以上(c)～(e)步骤，直至格栅笼将需要防护的海岸边线全部覆盖。
9.根据权利要求8所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼的施工方法，其特征在于：所述格栅笼套模(7)包括内壳(702)和外壳(703)，内壳(702)和外壳(703)在第五曲面(105)的中点处采用竖向肋条(705)连接，所述活瓣笼靴(701)设置在外壳(703)的底端，内壳(702)底边比外壳(703)底边凸出30～40cm。
10.根据权利要求9所述的一种防护海岸侵蚀的格栅笼的施工方法，其特征在于：所述外壳(703)的外侧面上设置吊耳(704)。
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